Структурная коррозия

Структурная коррозия – коррозия, связанная со структурной неоднородностью металла (например, ускорение коррозии в растворах серной и соляной кислот катодными включениями: карбидами в стали, графитом в чугуне и др.).

Контактная коррозия

Контактная коррозия – электрохимическая коррозия, вызываемая контактом металлов, имеющих разные стационарные потенциалы в данном электролите. Два таких металла образуют в электролите гальванический элемент, работа которого влияет на скорость коррозии каждого из этих металлов. Коррозия более электроотрицательного металла обычно увеличивается, а коррозия более электроположительного металла ослабляется или иногда полностью прекращается. Таким образом, для основного металла при его коррозии в обычных условиях катодные контакты могут быть опасными, а анодные – защитными. Эффективность ускоряющего действия катодного контакта на коррозию основного металла зависит от природы металла и от величины поверхности контакта.

ГОСТ 9.005-72 установлены в зависимости от агрессивной среды и степени опасности возникновения контактной коррозии допустимые, ограниченно допустимые и недопустимые контакты металлов, а также даны примеры рационального контактирования разнородных металлов в конструкциях и изделиях.

Щелевая коррозия

Щелевая коррозия – усиление коррозии в щелях и зазорах между двумя металлами, а также в местах неплотного контакта металла с неметаллическим коррозионно-инертным материалом. Щелевая коррозия может быть и при погружении металла в электролит и в атмосферных условиях. Наибольшей чувствительностью к щелевой коррозии обладают пассивирующиеся металлы (нержавеющие стали и алюминиевые сплавы).

Коррозия под напряжением

Коррозия под напряжением – коррозия металла при одновременном воздействии коррозионной среды и постоянных или переменных механических напряжений. При статических напряжениях возможно хрупкое разрушение металлов при напряжениях ниже предела текучести (коррозионное растрескивание). При циклических растягивающих напряжениях обычно снижается предел выносливости (коррозионная усталость), то есть происходит преждевременное разрушение металла. Этому виду коррозии подвержены рессоры автомобилей, канаты, штоки насосов и др.

Фретинг-коррозия

Фретинг-коррозия (коррозия при трении) – разрушение металла, вызываемое одновременным воздействием коррозионной среды и трения при незначительных взаимных перемещениях. Она может быть на втулках с прессовой посадкой, заклепочных и болтовых соединениях, шариковых и роликовых подшипниках, на клапанах и т. д.

Коррозионная кавитация

Коррозионная кавитация – разрушение металла, вызываемое одновременным коррозионным и ударным воздействием внешней среды (например, разрушение автопоилок, запорных водяных клапанов).

Это процесс постепенного накопления повреждений материала под действием переменных напряжений и коррозионно-активных сред. Образование и развитие усталостных трещин сопровождается проникновением коррозионной среды в эти трещины и облегчает разрушение. Этому виду разрушения подвержены практически любые конструкционные материалы на основе железа, алюминия, титана, меди и других металлов. Особая опасность коррозионно-усталостного разрушения состоит в том, что оно может проходить практически в любых, в том числе таких слабых коррозионных средах, как влажный воздух, газы, влажные машинные масла и др. Поэтому коррозионная усталость металлов и сплавов наблюдается во всех отраслях техники.

При коррозионно-усталостном нагружении разрушение может произойти при напряжениях, значительно меньших обычного предела усталости (рис. 2).

П рогрессирующий рост трещин усталости обусловлен, с одной стороны, низким значением электродного потенциала в месте концентрации напряжений, а с другой, – легким разрушением защитной оксидной пленки в устье трещины при переменном нагружении.

1

2

N=10²

Число циклов переменного нагружения N

Рис. 2. Диаграмма усталости:

1 – предел усталости (истинный);

2 – предел коррозионной усталости

По характеру коррозионного разрушения различают следующие виды коррозии.

Сплошную коррозию (рис. 3, а, б, в), охватывающую всю поверхность металла. Она бывает:

а) равномерной (рис. 3, а), которая протекает с одинаковой скоростью по всей поверхности металла (например, коррозия труб на открытом воздухе);

б) неравномерной (рис. 3, б), когда скорость коррозии на отдельных участках поверхности неодинакова;

в) избирательной (рис. 3, в), при которой разрушается одна структурная составляющая или один компонент сплава.

Местную коррозию, при которой на поверхности металла обнаруживаются поражения отдельных участков.

Она бывает:

а) пятнами (рис. 3, г) – в виде отдельных пятен (когда диаметр поражения больше глубины);

б) язвами (рис. 3, д) – коррозионное разрушение, имеющее вид раковины (когда диаметр поражения примерно равен глубине проникновения);

в) точечной (питтинг) (рис. 3, е) – в виде отдельных точечных поражений (когда диаметр поражения меньше глубины проникновения);

г) сквозной (рис. 3, ж), которая вызывает разрушение металла насквозь;

д) нитевидной, (рис. 3, з), распространяющейся в виде нитей, преимущественно под неметаллическими защитными покрытиями;

е) подповерхностной (расслаивающей) (рис. 3, и), начинающейся с поверхности, но преимущественно распространяющейся под поверхностью металла. Подповерхностная коррозия часто вызывает вспучивание и расслоение металла;

ж) межкристаллитной (МКК) (рис. 3, к), распространяющейся по границам кристаллитов (зерен) металла. Этому виду коррозии подвержены хромистые, хромоникелевые стали, никелевые и алюминиевые сплавы. Она почти незаметна с поверхности и распространяется вглубь металла по границам зерен. В результате межкристаллитной коррозии нарушается связь между зернами, при постукивании по металлу пропадает характерный металлический звук, и после приложения нагрузки металл легко разрушается;

з) ножевой (рис. 3, л), локализирующейся в зоне сплавления сварных соединений в сильноагрессивных средах;

и) коррозионным растрескиванием, проявляющимся при одновременном воздействии коррозионной среды и механических растягивающих напряжений с образованием транскристаллитных (рис. 3, м), или межкристаллитных трещин. Этот вид коррозии опасен для конструкций, несущих механические нагрузки (мосты, тросы, рессоры, двигатели внутреннего сгорания и т. д.);

к) коррозионной хрупкостью, то есть хрупкостью, приобретенной в результате коррозии (например, водородное охрупчивание деталей из высокопрочных сталей).

Рис. 3. Основные виды сплошной и местной коррозии

(основной металл заштрихован, продукты коррозии обозначены точками)

Характеристика различных видов коррозии показывает, что каждый из них в определенных условиях может быть особенно нежелательным и опасным. Большую опасность представляет коррозия в виде язв, когда на отдельных участках металл прокорродировал довольно глубоко, а вся остальная поверхность не покрывается продуктами коррозии. Глубокая язвенная коррозия может привести к сквозным разрушениям тонкостенных участков деталей, обшивки и т. д. со всеми вытекающими отсюда последствиями. В некоторых случаях не менее опасна точечная коррозия. Такого рода коррозия подобна острым надрезам на наиболее ответственных участках той или иной детали и ведет к разрушению всей детали.

Очень опасна межкристаллитная коррозия, характерная для некоторых видов чугуна и нержавеющей детали. При межкристаллитной коррозии внешних признаков коррозионного разрушения не обнаруживается, хотя металл теряет допустимую прочность.

Для алюминиевых сплавов, применяемых на авиационной сельскохозяйственной технике, опасна подповерхностная коррозия, которая особенно трудно подавляется.